JPH01159451A - 直填方式による端面燃焼型ロケットモータの製造方法 - Google Patents
直填方式による端面燃焼型ロケットモータの製造方法Info
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- JPH01159451A JPH01159451A JP31611387A JP31611387A JPH01159451A JP H01159451 A JPH01159451 A JP H01159451A JP 31611387 A JP31611387 A JP 31611387A JP 31611387 A JP31611387 A JP 31611387A JP H01159451 A JPH01159451 A JP H01159451A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は直填方式により製造される端面燃焼型ロケット
モータの製造方法に関するものである。
モータの製造方法に関するものである。
［従来の技術］
ロケットモータは一般に第６．７図に示すごとくモータ
ケース１に推進薬２を入れ、イグナイタ５により推進薬
表面に着火させ、その燃焼ガスがノズル４から噴出する
ことにより所定の推力を得ている。この推力は単位時間
にノズルから出るガスの量で決まるが、このガス量は推
進薬が単位時間に燃焼する量に等しく、推力のコントロ
ールは推進薬の燃焼量、すなわち燃焼面積と燃焼速度の
積をコントロールすることによっている。従って大きい
推力を得るには、燃焼面積と燃焼速度の積の大きい設バ
１とする必要がある。燃焼面積の増大をはかるには一般
に内面燃焼型とよばれる形状、すなわち第６図に示すご
とく推進薬２中央部に穴を設け、その穴の表面積が大ぎ
くできるような形状としている。しかし、この場合穴が
不可欠であるため、推進薬の充填率はどうしても低下す
ることは避けられず、約８８％が限度である。この点を
改良するため近年燃焼速度が大きい推進薬を作り、中に
穴を設けないで端面から燃焼させる、いわゆる第７図に
示すような端面燃焼型のロケットモータが研究されてい
る。この端面燃焼型のロケットモータでは充填率は９０
％以上にすることができるが、推進薬とモータケースの
熱膨張係数が異なり、且つ密に充＠されるため、特に低
温では熱応力によりクラックを発生し、ロケットモータ
が燃焼時に爆発することがあるのでこの熱応力を緩和し
なければならない。
ケース１に推進薬２を入れ、イグナイタ５により推進薬
表面に着火させ、その燃焼ガスがノズル４から噴出する
ことにより所定の推力を得ている。この推力は単位時間
にノズルから出るガスの量で決まるが、このガス量は推
進薬が単位時間に燃焼する量に等しく、推力のコントロ
ールは推進薬の燃焼量、すなわち燃焼面積と燃焼速度の
積をコントロールすることによっている。従って大きい
推力を得るには、燃焼面積と燃焼速度の積の大きい設バ
１とする必要がある。燃焼面積の増大をはかるには一般
に内面燃焼型とよばれる形状、すなわち第６図に示すご
とく推進薬２中央部に穴を設け、その穴の表面積が大ぎ
くできるような形状としている。しかし、この場合穴が
不可欠であるため、推進薬の充填率はどうしても低下す
ることは避けられず、約８８％が限度である。この点を
改良するため近年燃焼速度が大きい推進薬を作り、中に
穴を設けないで端面から燃焼させる、いわゆる第７図に
示すような端面燃焼型のロケットモータが研究されてい
る。この端面燃焼型のロケットモータでは充填率は９０
％以上にすることができるが、推進薬とモータケースの
熱膨張係数が異なり、且つ密に充＠されるため、特に低
温では熱応力によりクラックを発生し、ロケットモータ
が燃焼時に爆発することがあるのでこの熱応力を緩和し
なければならない。
このためモータケースと推進薬を全く接着しない方式で
いわゆるフリースタンド方式、すなわち側面レストリク
タフを貼った推進薬を別に製作し、後にモータケースに
組み込む方法がとられていた。通常、第７図に示すごと
く、モータケース１はその両端又は片端にねじ等により
後部又は前部の鏡板３．６を取付けるため、内面突起部
を設ける必要がある。
いわゆるフリースタンド方式、すなわち側面レストリク
タフを貼った推進薬を別に製作し、後にモータケースに
組み込む方法がとられていた。通常、第７図に示すごと
く、モータケース１はその両端又は片端にねじ等により
後部又は前部の鏡板３．６を取付けるため、内面突起部
を設ける必要がある。
この突起部があるとこの突起部より小さい径の推進薬し
か入らず、ロケットモータに隙間の多いものができ推進
薬を多く充填することができない。それを改良するため
インシュレータを直接モータケースに接着し、推進薬を
後から注型、硬化させる、いわゆる直填方式をこの端面
燃焼型ロケットモータに適応することが検討されたが、
モータケースと推進薬の熱膨張特性が異なるため低温時
には熱応力によりモータケースと推進薬に剥離が生じ燃
焼において異常が発生していた。さらに推進薬をモータ
ケースに組み込む際、推進薬条長が長い場合、推進薬が
たわみ推進薬に欠陥部が生じたり、側面に凹凸がある場
合、組み込みが困難な場合も発生し手直し等が必要であ
った。
か入らず、ロケットモータに隙間の多いものができ推進
薬を多く充填することができない。それを改良するため
インシュレータを直接モータケースに接着し、推進薬を
後から注型、硬化させる、いわゆる直填方式をこの端面
燃焼型ロケットモータに適応することが検討されたが、
モータケースと推進薬の熱膨張特性が異なるため低温時
には熱応力によりモータケースと推進薬に剥離が生じ燃
焼において異常が発生していた。さらに推進薬をモータ
ケースに組み込む際、推進薬条長が長い場合、推進薬が
たわみ推進薬に欠陥部が生じたり、側面に凹凸がある場
合、組み込みが困難な場合も発生し手直し等が必要であ
った。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明はモータケースと推進薬の熱膨張特性の差に基づ
く推進薬のたわみを防止し、かつ、推進薬の充填率が大
きい端面燃焼型ロケットモータを提供しようとするもの
である。
く推進薬のたわみを防止し、かつ、推進薬の充填率が大
きい端面燃焼型ロケットモータを提供しようとするもの
である。
［問題点を解決するための手段］
すなわち、本発明は、端面燃焼型ロケットモータにおい
て、内面になめらかな曲線を描く山形の突起をロケット
モータの機軸方向に有する変形可能なインシュレータを
モーターケース内に挿入し、上記突起背面部において、
部分的にモータケースと接着し、このインシュレータ内
部に推進薬を充填することを特徴とする直填方式による
端面燃焼型ロケットモータの製造方法に関するものであ
る。
て、内面になめらかな曲線を描く山形の突起をロケット
モータの機軸方向に有する変形可能なインシュレータを
モーターケース内に挿入し、上記突起背面部において、
部分的にモータケースと接着し、このインシュレータ内
部に推進薬を充填することを特徴とする直填方式による
端面燃焼型ロケットモータの製造方法に関するものであ
る。
本発明におけるインシュレータはロケットモータの機軸
方向に部分的に接着するが、モータケースとインシュレ
ータの接着は推進薬に非対称な力が加わることを避ける
ため均等にした方が好ましい。その接着箇所は第１図に
示すごとく１つ及び複数であっても良く、好まし−くは
応力を分散させることから複数が良く、更に好ましくは
第２−ａ、３−ａ図に示すごとく推進薬の収縮位置を対
向させないため、奇数が良い。また、円周に対する接着
比率は、ロケットモータに加わる加速度に対し推進薬が
十分保持できる様にする必要があるが、モータケースと
推進薬の熱膨張係数が異なるため低温にした時には、接
着界面に非常に大ぎな応力が加わるので、接着部面積の
割合は５０％以下が好ましい。また、未接着部に燃焼ガ
スが侵入できる構成とする必要がある。また、モータケ
ースの保護のためインシュレータ材をモータケース内側
に全面接着したモータケースに、さらに本発明インシュ
レータを接着しても良い。また、インシュレータの突起
部９はモータケースとインシュレータの接着部端末に推
進薬の収縮による集中応力が発生するので、その集中応
力を緩和させるために設けるものであり、第２−ｂ図に
示す如く、その突起部９の底部長すは円周方向における
接着線長ａより大きくする必要がある。また、突起は例
えば第１〜３−ｂ図に示すごとく１つ又は複数であって
も良い。この時、構成する円弧の半径ｒ１〜ｒ３が小さ
いと、そこに応力が集中し、２ｍｍ未満では応力が非常
に大きいので、半径としては２ｍｍ以上が好ましい。ま
た、上限は突起の高さＣ及び推進薬の充填率により選択
することができる・このインシュレータ接着部の材質は
特に限定されないが、熱応力緩和のため自由に変形する
必要がありプラスチックやゴム製が好ましい。また、端
面燃焼型ロケットモータは特に後部鏡板側では長時間高
温燃焼ガスによるアブレーションをうけるのでこれに耐
える材質が好ましい。例えば炭酸マグネシウム等の減熱
剤、アスベスト等の耐熱剤を充填剤として含むプラスチ
ック、ゴム等を接着部に用いる方法がある。
方向に部分的に接着するが、モータケースとインシュレ
ータの接着は推進薬に非対称な力が加わることを避ける
ため均等にした方が好ましい。その接着箇所は第１図に
示すごとく１つ及び複数であっても良く、好まし−くは
応力を分散させることから複数が良く、更に好ましくは
第２−ａ、３−ａ図に示すごとく推進薬の収縮位置を対
向させないため、奇数が良い。また、円周に対する接着
比率は、ロケットモータに加わる加速度に対し推進薬が
十分保持できる様にする必要があるが、モータケースと
推進薬の熱膨張係数が異なるため低温にした時には、接
着界面に非常に大ぎな応力が加わるので、接着部面積の
割合は５０％以下が好ましい。また、未接着部に燃焼ガ
スが侵入できる構成とする必要がある。また、モータケ
ースの保護のためインシュレータ材をモータケース内側
に全面接着したモータケースに、さらに本発明インシュ
レータを接着しても良い。また、インシュレータの突起
部９はモータケースとインシュレータの接着部端末に推
進薬の収縮による集中応力が発生するので、その集中応
力を緩和させるために設けるものであり、第２−ｂ図に
示す如く、その突起部９の底部長すは円周方向における
接着線長ａより大きくする必要がある。また、突起は例
えば第１〜３−ｂ図に示すごとく１つ又は複数であって
も良い。この時、構成する円弧の半径ｒ１〜ｒ３が小さ
いと、そこに応力が集中し、２ｍｍ未満では応力が非常
に大きいので、半径としては２ｍｍ以上が好ましい。ま
た、上限は突起の高さＣ及び推進薬の充填率により選択
することができる・このインシュレータ接着部の材質は
特に限定されないが、熱応力緩和のため自由に変形する
必要がありプラスチックやゴム製が好ましい。また、端
面燃焼型ロケットモータは特に後部鏡板側では長時間高
温燃焼ガスによるアブレーションをうけるのでこれに耐
える材質が好ましい。例えば炭酸マグネシウム等の減熱
剤、アスベスト等の耐熱剤を充填剤として含むプラスチ
ック、ゴム等を接着部に用いる方法がある。
このインシュレータを製作する場合、金型が一般的に使
われる。このような充填剤を含むインシュレータは流動
性が低いため目標とする突起部の形状を作ることが難し
い場合がある。この場合、この突起部はインシュレータ
の役割はないので流動性の高いゴムに変えても良い。ま
た、インシュレータの厚みは燃焼火炎温度、ガス流速、
燃焼時間等により決める必要がある。端面燃焼型ロケッ
トモータの場合、後部鏡板側のインシュレータは前部鏡
板側に比べ火炎にさらされる時間が長いので厚くし、前
部鏡板側から後部鏡板側へ匂配をもたせ、充填率を高め
ることができる。このインシュレータをモータケースに
部分的に接着する方法として、インシュレータ又はモー
タケースの非接着部分に離型材を使い接着部分に接着剤
を塗布し、エアーバック等により加圧し接着する方法が
ある。
われる。このような充填剤を含むインシュレータは流動
性が低いため目標とする突起部の形状を作ることが難し
い場合がある。この場合、この突起部はインシュレータ
の役割はないので流動性の高いゴムに変えても良い。ま
た、インシュレータの厚みは燃焼火炎温度、ガス流速、
燃焼時間等により決める必要がある。端面燃焼型ロケッ
トモータの場合、後部鏡板側のインシュレータは前部鏡
板側に比べ火炎にさらされる時間が長いので厚くし、前
部鏡板側から後部鏡板側へ匂配をもたせ、充填率を高め
ることができる。このインシュレータをモータケースに
部分的に接着する方法として、インシュレータ又はモー
タケースの非接着部分に離型材を使い接着部分に接着剤
を塗布し、エアーバック等により加圧し接着する方法が
ある。
本発明の特徴は部分的に機軸方向にモータケースとイン
シュレータを接着し、且つ集中応力により推進薬にクラ
ックが入ることを防止することであり、接着していない
部分については特にその構成に制限はなく、例えば第４
−ａ図のごとく硬質のＦＲＰＩＩ等も使用してよい。
シュレータを接着し、且つ集中応力により推進薬にクラ
ックが入ることを防止することであり、接着していない
部分については特にその構成に制限はなく、例えば第４
−ａ図のごとく硬質のＦＲＰＩＩ等も使用してよい。
また、推進薬としては一般的に直填に供せられる推進薬
であれば良い。例えばＣＴＰＢ系、ＨＴＰＢ系等コンポ
ジット推進薬、ダブルベース推進薬、コンポジットダブ
ルベース推進薬等がある。
であれば良い。例えばＣＴＰＢ系、ＨＴＰＢ系等コンポ
ジット推進薬、ダブルベース推進薬、コンポジットダブ
ルベース推進薬等がある。
［実施例］
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
実施例１
使用した材料及び供試体の試験条件は次の通りである。
まず、モータケースは外径２１６ｍｍ、内径２００ｍｍ
とし、インシュレータは第５図に示すような全長１２０
０ｍｍ、厚みは前部鏡板 ・側で１ｍｍ、後部鏡板側
で３．５ｍｍとし、第２−ａおよび２−ｂ図に示す突起
部構造とした。
とし、インシュレータは第５図に示すような全長１２０
０ｍｍ、厚みは前部鏡板 ・側で１ｍｍ、後部鏡板側
で３．５ｍｍとし、第２−ａおよび２−ｂ図に示す突起
部構造とした。
インシュレータの材質はＥＰＤＭ系（エチレンプロピレ
ン系ゴム）とした。また、モータケースとインシュレー
タとの接着剤はウレタン系接着剤とした。モータケース
とインシュレータの接着線長ａは１箇所につき１３ｍｍ
とし、突起部はその高ざＣを７ｍｍ、山部の半径ｒ１を
７ｍｍ、すそ部の半径ｒ２を４５ｍｍで、底辺長すを２
６ｍｍとした。
ン系ゴム）とした。また、モータケースとインシュレー
タとの接着剤はウレタン系接着剤とした。モータケース
とインシュレータの接着線長ａは１箇所につき１３ｍｍ
とし、突起部はその高ざＣを７ｍｍ、山部の半径ｒ１を
７ｍｍ、すそ部の半径ｒ２を４５ｍｍで、底辺長すを２
６ｍｍとした。
推進薬はバインダ１３％、過塩素酸アンモニウム７０％
、アルミニウム粉１７％のＨＴＰＢ系コンポジット推進
薬とした。
、アルミニウム粉１７％のＨＴＰＢ系コンポジット推進
薬とした。
この供試体に一３０″Ｃ〜４０’Ｃの範囲でＭＩＬ−３
ＴＤ−８１０Ｇに準じ温度サイクルを３サイクル、次に
一３０℃においてＭ Ｉ Ｌ−８ＴＤ−８１０の条件に
準じた低温（騒動を各々負荷させた。さらに−３０’Ｃ
において燃焼試験を実施した。
ＴＤ−８１０Ｇに準じ温度サイクルを３サイクル、次に
一３０℃においてＭ Ｉ Ｌ−８ＴＤ−８１０の条件に
準じた低温（騒動を各々負荷させた。さらに−３０’Ｃ
において燃焼試験を実施した。
実施例２
使用した材料及び供試体の試験条件は実施例１と同様と
し、インシュレータの横断面を第３−ａ図、第３−ｂ図
の如くし、接着線長ａを１箇所につき２０ｍｍとし、突
起部はその高さＣを５ｍｍ、山部及びすそ部の半径ｒ１
、ｒ２を５ｍｍ、ｒｘを５ｍｍで、底辺長すを４ｏｍｍ
とした。
し、インシュレータの横断面を第３−ａ図、第３−ｂ図
の如くし、接着線長ａを１箇所につき２０ｍｍとし、突
起部はその高さＣを５ｍｍ、山部及びすそ部の半径ｒ１
、ｒ２を５ｍｍ、ｒｘを５ｍｍで、底辺長すを４ｏｍｍ
とした。
実施例３
実施例２と同様とした。但しインシュレータの接着部は
接着線長ａを１箇所につき５２ｍｍとし突起部の底辺長
すを７２ｍｍとした。
接着線長ａを１箇所につき５２ｍｍとし突起部の底辺長
すを７２ｍｍとした。
比較例１〜３
比較例１．２はモータケースとインシュレータを全面接
着したもので、比較例２については実施例１と同様の突
起部を設けた。比較例３は突起部を設けず、モータケー
スとインシュレータの接着部ａを実施例１と同様とした
。
着したもので、比較例２については実施例１と同様の突
起部を設けた。比較例３は突起部を設けず、モータケー
スとインシュレータの接着部ａを実施例１と同様とした
。
以上の例について試験の結果を表１に示す。
表１
１：はぼ全長に渡り１／３周〜１７２周、インシュレー
タ と推進薬にクラックが認められた。
タ と推進薬にクラックが認められた。
［発明の効果］
本発明の直噴方式による端面燃焼ロケットモータは次に
示すような効果をもつことが判った。
示すような効果をもつことが判った。
１）推進薬の充填率を高めることが可能である。本実施
例においては従来の方式では約８６％であったのに対し
、本発明の方式では約９６％であった。
例においては従来の方式では約８６％であったのに対し
、本発明の方式では約９６％であった。
２）このように充填率の高いロケットモータでは熱応力
が大きく、温度サイクルでは本発明以外の比較例はクラ
ックが入り使いものにならなかったが、本発明品は全く
欠陥が見られず従来品の充填率を約１０％も向上できる
ことが判った。
が大きく、温度サイクルでは本発明以外の比較例はクラ
ックが入り使いものにならなかったが、本発明品は全く
欠陥が見られず従来品の充填率を約１０％も向上できる
ことが判った。
３）温度サイクルで比較例についてはクラックが入った
ので、本発明品についてのみ熱応力の最も厳しい低温に
於て撮動を加えたが、この結果も全く異常が見られず良
好であることが判明した。
ので、本発明品についてのみ熱応力の最も厳しい低温に
於て撮動を加えたが、この結果も全く異常が見られず良
好であることが判明した。
第１図ないし第４−ｂ図は本発明のインシュレータ横断
面図であり、第５図はその縦断面図である。 第６．７図はそれぞれ従来の内面燃焼型及び端面燃焼ロ
ケットモータの概略図である。 １・・・モータケース又はインシュレータ材付きモータ
ケース、 ２・・・推進薬、３・・・後部鏡板、４・・・ノズル、
５・・・イグナイタ、６・・・前部鏡板、７・・・側面
レストリフタ、 ８・・・インシュレータ、９・・・突起部、１０・・・
モータケースとインシュレータの接着部分、 １１・・・ＦＲＰｏ 特許出願人 防衛庁技術研究本部長 （ほか２名）
面図であり、第５図はその縦断面図である。 第６．７図はそれぞれ従来の内面燃焼型及び端面燃焼ロ
ケットモータの概略図である。 １・・・モータケース又はインシュレータ材付きモータ
ケース、 ２・・・推進薬、３・・・後部鏡板、４・・・ノズル、
５・・・イグナイタ、６・・・前部鏡板、７・・・側面
レストリフタ、 ８・・・インシュレータ、９・・・突起部、１０・・・
モータケースとインシュレータの接着部分、 １１・・・ＦＲＰｏ 特許出願人 防衛庁技術研究本部長 （ほか２名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 端面燃焼型ロケットモータにおいて、内面 になめらかな曲線を描く山形の突起をロケットモータの
機軸方向に有する変形可能なインシュレータをモーター
ケース内に挿入し、上記突起背面部において、部分的に
モータケースと接着し、このインシュレータ内部に推進
薬を充填することを特徴とする直填方式による端面燃焼
型ロケットモータの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31611387A JPH01159451A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 直填方式による端面燃焼型ロケットモータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31611387A JPH01159451A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 直填方式による端面燃焼型ロケットモータの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01159451A true JPH01159451A (ja) | 1989-06-22 |
| JPH03500B2 JPH03500B2 (ja) | 1991-01-08 |
Family
ID=18073394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31611387A Granted JPH01159451A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 直填方式による端面燃焼型ロケットモータの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01159451A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007138796A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Ihi Aerospace Co Ltd | 端面燃焼用固体推進薬及びその製造方法 |
| JP2019152174A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 日油株式会社 | インシュレータの貼着方法及び冶具 |
-
1987
- 1987-12-16 JP JP31611387A patent/JPH01159451A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007138796A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Ihi Aerospace Co Ltd | 端面燃焼用固体推進薬及びその製造方法 |
| JP2019152174A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 日油株式会社 | インシュレータの貼着方法及び冶具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03500B2 (ja) | 1991-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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